[发明专利]一种多级孔复合材料过滤体及其制备方法

权利要求书

1.一种多级孔复合材料过滤体，其特征在于，它是以不同粒径的Fe粉、Si粉、Al粉、Ti粉、SiC_w粉、B₄C粉为原料，采用分层模压成型方法压制成自下而上、混合原料颗粒尺度依次增大的圆坯体，每层圆坯体的厚度自下而上也是逐渐增大的，然后将压制成型的圆坯体进行分段无压烧结，从而形成自下而上、孔径逐渐越大的多级不同孔径的过滤体；这种过滤体的骨架由Fe₃(Si_1-x,Al_x)金属间化合物基体包围着SiC_w、B₄C颗粒构成，少量TiC+Fe₃(C,B)颗粒分布在Fe₃(Si_1-x,Al_x)中，而粗大SiC_w粉和反应形成的细小TiB晶须分布在孔洞中，Ti₂SiC则因依附于SiC_w生长而包围在SiC_w粉上；

上述每层圆坯体原料摩尔比为Fe：Si：Al：Ti：SiC_w：B₄C＝3：1：1：0.3：1：1；原位自生反应式为：3Fe+Si+Al+0.3Ti+SiC_w+B₄C→Fe₃(Si_1-x，Al_x)+SiC_w+B₄C+少量Ti₂SiC+TiB+TiC+Fe₃(C,B)。

2.一种制备多级孔复合材料过滤体的方法，其特征在于，

第一步：多孔复合材料原料的制备

先准备不同粒径范围的Fe粉、Si粉、Al粉、Ti粉、SiC_w粉和B₄C粉，也就是说，六种原始粉末均包括不同粒径段；

第二步：多孔复合材料粉体混合准备

将第一步准备好的原始粉末按照粒径成梯度变化混合成多组混合原始粉末，要求每组混合原始粉末中，六种原始粉末的配比均为：Fe：Si：Al：Ti：SiC_w：B₄C＝3：1：1：0.3：1：1；

第三步：多孔复合材料的压制成型

将上述粒径成梯度变化的多组混合原始粉末，按照从下到上粒径逐渐增大的方式分层装入模具中，每装一层压制一次成型，最终压制成圆坯；要求从下到上，每层混合粉末压制成的坯体厚度依次增大：

第四步：多孔复合材料的反应烧结

将压制成型的圆坯干燥后逐渐提高煅烧温度进行分段无压烧结，通过反应烧结过程中的扩散迁移，从而形成致密的孔径成梯度分布的多孔复合材料。

3.如权利要求2所述的制备多级孔复合材料过滤体的方法，其特征在于，第二步中，六种原料研磨后粒径范围分别为：Fe粉、Si粉、Ti粉为5～50μm，Al粉为10～50，B₄C为1～10μm，SiC_w粉直径为1～5μm，长径比为5～15。

4.如权利要求2所述的制备多级孔复合材料过滤体的方法，其特征在于，第三步中，最终压制成的圆坯分为三层，其中：

(1)最底层颗粒最细：Fe粉、Si粉、Ti粉为5～10μm，Al粉为10～20μm，B₄C为1～3μm，SiC_w粉直径为1～5μm，长径比小于5，原坯厚度2～3mm；

(2)中间层颗粒增大：Fe粉、Si粉、Ti粉为10～30μm，Al粉为20～30μm，B₄C为3～6μm，SiC_w粉直径为1～5μm，长径比小于10，原坯厚度5～7mm；

(3)最上层颗粒最大：Fe粉、Si粉、Ti粉为30～50μm，Al粉为30～50μm，B₄C为6～10μm，SiC_w粉直径为1～5μm，长径比小于15，原坯厚度10mm。